DE29511344U1 - Device for measuring optical parameters of transparent materials - Google Patents
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Description
unser Zeichen: 2585G26our reference: 2585G26
Vorrichtung zur Messung von optischen Kenngrößen transparenter MaterialienDevice for measuring optical parameters of transparent materials
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen einer zumindest teilweise lichtdurchlässigen Probe.The present invention relates to a device for measuring characteristics of an at least partially transparent sample.
Lichtdurchlässige Produkte wie z. B. Glas, durchsichtige Folien und dergleichen, werden in vielen Bereichen eingesetzt. Die optischen Eigenschaften spielen dabei, je nach Verwendungsbereich, eine wesentliche Rolle. So wird z. B. von Glasplatten und Folien, die für Gewächshäuser verwendet werden, eine hohe Transmission verlangt. Eine zur Verpackung verwendete Folie sollte dagegen den Inhalt möglichst klar und ungetrübt erkennen lassen.Translucent products such as glass, transparent films and the like are used in many areas. The optical properties play an important role, depending on the area of use. For example, glass plates and films used for greenhouses are required to have a high level of transmission. A film used for packaging, on the other hand, should allow the contents to be seen as clearly and unclouded as possible.
Eine lediglich subjektive Betrachtung der optischen Qualität des Materials, wie es heute sowohl in der Entwicklung als auch insbesondere bei der Fertigung häufig vorgenommen wird, hat den wesentlichen Nachteil, daß die Beobachtungen gar nicht oder nur mit einer groben Abstufung quantifzierbar sind, so daß ein Vergleich der Ergebnisse nur sehr eingeschränkt möglich ist.A purely subjective assessment of the optical quality of the material, as is often done today both in development and especially in production, has the significant disadvantage that the observations cannot be quantified at all or only with a rough gradation, so that a comparison of the results is only possible to a very limited extent.
Es werden deshalb in der Forschung und der Entwicklung Vorrichtungen eingesetzt, um z. B. den Transmissionsgrad von durchsichtigen Materialien zu messen. Diese Vorrichtung haben jedoch den Nachteil, daß sie sehr aufwendig sind und es nicht erlauben, verschiedene optische Kenngrößen zu ermitteln, dieTherefore, devices are used in research and development to measure, for example, the degree of transmission of transparent materials. However, these devices have the disadvantage that they are very complex and do not allow the determination of various optical parameters that
für die Beurteilung der optischen Qualität der Produkte erforderlich sind.necessary for assessing the optical quality of the products.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen mit welcher optische Kenngrößen von transparenten Materialien zuverlässig und reproduzierbar erfaßt werden können.It is therefore the object of the present invention to provide a device with which optical parameters of transparent materials can be reliably and reproducibly detected.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the subject matter of claim 1.
Zur bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet eine Beleuchtungseinrichtung, welche so beschaffen ist, daß sich das ausgestrahlte Licht, welches vorzugsweise den Wellenlangenbereich des sichtbaren Lichts abdeckt, entlang einer vorgegebenen optischen Achse ausbreitet. Das Licht durchläuft einen Proben-Aufnahmeraum, in dem die Probe angeordnet ist und fällt dann in eine Meßeinrichtung ein, in welcher ein erster Detektor auf dieser optischen Achse und ein zweiter Detektor im Abstand von dieser optischen Achse angeordnet ist.The device according to the invention uses an illumination device which is designed in such a way that the emitted light, which preferably covers the wavelength range of visible light, spreads along a predetermined optical axis. The light passes through a sample receiving space in which the sample is arranged and then falls into a measuring device in which a first detector is arranged on this optical axis and a second detector is arranged at a distance from this optical axis.
Vorzugsweise entspricht die spektrale Zusammensetzung des ausgestrahlten Lichtes einer genormten Zusammensetzung, wie z.B. der durch die ASTM genormten Lichtart C.Preferably, the spectral composition of the emitted light corresponds to a standardized composition, such as illuminant C standardized by ASTM.
Mit dem ersten Detektor wird der Anteil des Lichtes gemessen, welches geradlinig durch die Probe hindurchtritt. Mit dem zweiten Detektor wird der Anteil des Lichtes gemessen, welcher beim Durchtritt der Probe innerhalb eines Winkelbereiches abgelenkt wird, der der Anordnung dieses zweiten Detektors entspricht. Befindet sich der zweite Detektor in kurzer Entfernung zum ersten Detektor, wird die Ablenkung des Lichtes in einen kleinen WinkelbereichThe first detector measures the proportion of light that passes straight through the sample. The second detector measures the proportion of light that is deflected when passing through the sample within an angular range that corresponds to the arrangement of this second detector. If the second detector is located a short distance from the first detector, the deflection of the light is reduced to a small angular range.
bestimmt, ist der Abstand dagegen größer, wird die Lichtablenkung für einen großen Winkel erfaßt.If the distance is larger, the light deflection is recorded for a large angle.
Der erste und der zweite Detektor sind vorzugsweise in einem Meßraum angeordnet, der eine Öffnung aufweist, in der das Licht entlang der optischen Achse eintritt. Der Probe-Aufnahmeraum ist vor dieser Öffnung angeordnet.The first and second detectors are preferably arranged in a measuring chamber which has an opening into which the light enters along the optical axis. The sample receiving chamber is arranged in front of this opening.
Besonders bevorzugt hat der Meßraum in seinem Inneren eine kugelförmige Oberfläche, d.h. präzise gesagt, die innere Oberfläche einer Kugel, die vorzugsweise weiß beschichtet ist. Eine solche Kugel ist im Bereich der optischen Meßeinrichtungen als Ulbricht'sehe Kugel bekannt. Der Begriff Oberfläche ist im folgenden immer als innere Fläche dieses Meßraumes zu verstehen.It is particularly preferred that the measuring chamber has a spherical surface inside it, i.e. to be precise, the inner surface of a sphere, which is preferably coated in white. Such a sphere is known in the field of optical measuring devices as an Ulbricht sphere. The term surface is always to be understood in the following as the inner surface of this measuring chamber.
Vorzugsweise ist ein dritter Detektor vorgesehen, der ebenfalls einen Abstand zur optischen Achse aufweist, der aber so angeordnet ist, daß er im wesentlichen nur das Licht erfaßt, welches von der Oberfläche dieses Meßraumes, vorzugsweise also der Ulbricht'sehe Kugel reflektiert wird.Preferably, a third detector is provided, which is also at a distance from the optical axis, but is arranged in such a way that it essentially only detects the light which is reflected from the surface of this measuring space, preferably the Ulbricht sphere.
Durch diese Anordnung wird die Möglichkeit geschaffen, was ein besonders Anliegen der vorliegenden Erfindung ist, gleichzeitig sowohl die Großwinkelstreuung (Haze) als auch die Kleinwinkelstreuung (Clarity) messen zu können. Bei dieser Meßanordnung wird der zweite Detektor, in einem solchen Abstand zur optischen Achse angeordnet, daß die Kleinwinkelstreuung, d. h. eine Winkelabweichung von bis zu 2,5° des durch die Probe fallenden Lichtes erfaßt wird. Das Licht, welches um einen größeren Winkel abgelenkt wird als 2,5° wird weder vom ersten noch vom zweiten Detektor erfaßt, sondern von der inneren Oberfläche des Meßraumes reflektiert. Dieses reflektierte Licht wird, dem Prinzip der Ulbricht'sehen Kugel entsprechend, vom dritten Detektor erfaßt. This arrangement creates the possibility, which is a particular aim of the present invention, of being able to measure both the large-angle scattering (haze) and the small-angle scattering (clarity) at the same time. In this measuring arrangement, the second detector is arranged at such a distance from the optical axis that the small-angle scattering, i.e. an angular deviation of up to 2.5° of the light falling through the sample, is recorded. The light that is deflected by an angle greater than 2.5° is not recorded by the first or second detector, but is reflected by the inner surface of the measuring chamber. This reflected light is recorded by the third detector in accordance with the principle of the Ulbricht sphere.
Bei dieser Ausführungsform erfaßt also der erste Detektor das geradlinig durch die Probe fallende Licht, der zweite Detektor eine Lichtmenge, die ein Maß für die Kleinwinkelstreuung ist und der dritte Detektor eine Lichtmenge welche ein Maß für die Streuung des Lichtes ist, die größer ist als die beispielhaft gewählte Winkelabweichung von 2,5° des zweiten Detektors. Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung erlaubt es somit, mit einer Messung eine präzise Aussage über Klein- und Großwinkelstreuung zu machen.In this embodiment, the first detector detects the light falling straight through the sample, the second detector detects an amount of light that is a measure of the small-angle scattering, and the third detector detects an amount of light that is a measure of the scattering of the light that is greater than the exemplary angular deviation of 2.5° of the second detector. The measuring device according to the invention thus makes it possible to make a precise statement about small- and large-angle scattering with one measurement.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine bewegbare Abdeckeinrichtung innerhalb des Meßraumes vorgesehen, mit der der erste und der zweite Detektor abgedeckt werden können. Wird als Meßraum die bevorzugte Ulbricht'sehe Kugel verwendet, bedeutet dies, daß ein weiß beschichteter Kugelflächenausschnitt vorgesehen ist, der von einer ersten Position, in der die Öffnungen in der Kugeloberfläche für den ersten und den zweiten Detektor frei sind, in eine zweite Position verschiebbar ist, in der die Öffnungen in der Kugeloberfläche für den ersten und den zweiten Detektor verdeckt sind.In a preferred development of the invention, a movable cover device is provided within the measuring chamber, with which the first and second detectors can be covered. If the preferred Ulbricht sphere is used as the measuring chamber, this means that a white-coated spherical surface section is provided, which can be moved from a first position, in which the openings in the sphere surface are free for the first and second detectors, to a second position, in which the openings in the sphere surface are covered for the first and second detectors.
In diesem verdeckten Zustand ist nur noch der dritte Detektor meßfähig. Bei dieser Stellung wird das gesamte Licht, welches durch die Probe fällt und in den Meßraum eintritt, von der Kugelfläche reflektiert. Die vom dritten Detektor gemessene Lichtmenge ist somit ein Maß für das Gesamttransmissionsverhalten der Probe.In this covered state, only the third detector is capable of measuring. In this position, all of the light that falls through the sample and enters the measuring chamber is reflected by the sphere surface. The amount of light measured by the third detector is therefore a measure of the overall transmission behavior of the sample.
Damit lassen sich mit dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Vielzahl von detaillierten Aussagen über das optische Verhalten der jeweiligen Probe machen:This embodiment of the device according to the invention allows a large number of detailed statements to be made about the optical behavior of the respective sample:
Die Messung wird zunächst bei geschlossener Abdeckung ausgeführt und erlaubt es dann, das
Gesamttransmissionsverhalten zu beurteilen. Dies ist einThe measurement is first carried out with the cover closed and then allows the
to assess the overall transmission behavior. This is a
Wert, der, wie ausgeführt, beispielsweise für Folien oder Glasscheiben für Gewächshäuser von großer Bedeutung ist.Value which, as mentioned, is of great importance for films or glass panes for greenhouses, for example.
Anschließend wird die Abdeckung geöffnet und die Messung erneut durchgeführt. In diesem Fall erfaßt der erste Detektor die linear durch die Probe durchfallende Lichtmenge, der zweite Detektor die Kleinwinkelstreuung und der dritte Detektor die Lichtmenge, die in größeren Winkeln abgelenkt wird. Wenn die vom zweiten und vom dritten Detektor erfaßte Lichtmenge gering ist, bedeutet dies, daß die Probe das Licht weitgehend unverzerrt durchläßt. Dies ist zum z. B. bei einem Glas der Fall, wie es üblicherweise als Fensterglas verwendet wird.The cover is then opened and the measurement is carried out again. In this case, the first detector detects the amount of light passing through the sample linearly, the second detector detects the small-angle scattering and the third detector detects the amount of light that is deflected at larger angles. If the amount of light detected by the second and third detectors is small, this means that the sample allows the light to pass through largely undistorted. This is the case, for example, with glass, such as is commonly used as window glass.
Ist die vom zweiten Detektor gemessene Lichtmenge hoch, die vom dritten Detektor gemessene Lichtmenge jedoch klein, so liegt überwiegend Kleinwinkelstreuung vor, was bedeutet, daß z.B. ein mit einer entsprechenden Folie verpacktes Produkt zwar gut erkennbar ist, daß jedoch die Bildschärfe beeinträchtigt ist.If the amount of light measured by the second detector is high, but the amount of light measured by the third detector is small, then small-angle scattering is predominantly present, which means that, for example, a product packaged in a corresponding film is clearly visible, but the image sharpness is impaired.
Ist die vom dritten Detektor gemessene Lichtmenge groß, und die vom zweiten Detektor gemessene Lichtmenge klein, so bedeutet dies, daß überwiegend Großwinkelstreuung vorhanden ist, d. h., daß das Material z.B. nicht als durchsichtiges Verpackungsmaterial geeignet ist.If the amount of light measured by the third detector is large and the amount of light measured by the second detector is small, this means that large-angle scattering is predominant, i.e. that the material is not suitable as a transparent packaging material, for example.
Es genügt somit eine einzige Meßvorrichtung, um die wesentlichen optischen Eigenschaften der Probe zu beurteilen. Weiterhin werden präzise, reproduzierbare Zahlenwerte für die Beurteilung der einzelnen Proben gegeben, so daß damit in der Entwicklung ein Vergleich verschiedener Materialien möglich und in der Produktion die Einhaltung von Qualitätsstandards zu sichern ist.A single measuring device is therefore sufficient to assess the essential optical properties of the sample. Furthermore, precise, reproducible numerical values are given for the assessment of the individual samples, so that a comparison of different materials is possible in development and compliance with quality standards is ensured in production.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Detektor in bezug zu der optischen Achse so angeordnet, daß ein reflektierter Anteil eines auftreffenden LichtstrahlsIn a further advantageous embodiment, the first detector is arranged in relation to the optical axis such that a reflected portion of an incident light beam
nicht mehr in den Meßraum, im besonderen in die Ulbricht' sehe Kugel, reflektiert und damit die Messung der Großwinkelstreuung stören kann. Dies wird erreicht indem der Detektor am Ende eines kurzen Kanals derart zur optischen Achse geneigt wird, daß das Licht auf die Wand des Kanals reflektiert und, bei einer entsprechend gestalteten Wand, absorbiert wird.no longer reflected into the measuring space, in particular into the Ulbricht sphere, and thus can no longer interfere with the measurement of the large-angle scattering. This is achieved by tilting the detector at the end of a short channel to the optical axis in such a way that the light is reflected onto the wall of the channel and, if the wall is designed accordingly, is absorbed.
Vorzugsweise ist auch der zweite Detektor derart angeordnet, daß eine Reflektion in die Kugel und damit eine Beinträchtigung der Haze-Messung vermieden wird. Dies wird vorzugsweise erreicht, indem der zweite Detektor am Ende eines Kanals angeordnet wird,Preferably, the second detector is also arranged in such a way that reflection into the sphere and thus impairment of the haze measurement is avoided. This is preferably achieved by arranging the second detector at the end of a channel,
dessen Ausdehnung in der Richtung quer zur optischen Achse klein ist.whose extension in the direction perpendicular to the optical axis is small.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind eine Modulationseinrichtung zum Modulieren der Lichtstrahlen und eine Einrichtung zum auf die Modulation abgestimmten Erfassen der von den Detektoren abgegebenen Signale vorgesehen. Durch diese Maßnahme kann bei geeigneter Frequenz der Modulation der Einfluß von Störlicht, beispielsweise von Netzfrequenz-Kunstlicht des Meßraumes, unterbunden werden, so daß die Vorrichtung auch offen, d. h. mit nicht abgedecktem Probenraum betrieben werden kann. Damit nicht ein Teil des einfallenden Störlichts mit moduliert wird, ist es sinnvoll, die Modulationseinrichtung in der Beleuchtungseinrichtung in einem abgedunkelten Bereich vorzusehen. Vorzugsweise kann die Modulationseinrichtung eine mechanische Chopperblende sein, die den Lichtstrahl nach einem vorbestimmten Zeitschema unterbricht und durchläßt.According to a further advantageous embodiment, a modulation device for modulating the light beams and a device for detecting the signals emitted by the detectors in accordance with the modulation are provided. This measure can prevent the influence of stray light, for example from mains frequency artificial light in the measuring room, with a suitable modulation frequency, so that the device can also be operated openly, i.e. with the sample room uncovered. To prevent part of the incident stray light from being modulated, it is advisable to provide the modulation device in the lighting device in a darkened area. The modulation device can preferably be a mechanical chopper diaphragm that interrupts and lets through the light beam according to a predetermined time pattern.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Referenzmeßeinrichtung zum Messen eines Referenzstrahls der Beleuchtungseinrichtung vorgesehen. Damit steigt nicht nur die Meßgenauigkeit der Vorrichtung; durch Bezug der Meßsignale auf das Signal der Referenzmeßeinrichtung ist auch auf einfache Weise eine Selbstjustage bezüglich mit der ZeitAccording to a further advantageous embodiment, a reference measuring device is provided for measuring a reference beam of the lighting device. This not only increases the measuring accuracy of the device; by relating the measuring signals to the signal of the reference measuring device, self-adjustment with regard to time is also possible in a simple manner.
zunehmender Veränderungen der Charakteristik der Beleuchtungseinrichtung gegeben. Damit wird die Bedienungsfreundlichkeit verbessert. Wenn die Referenzmeßeinrichtung vorteilhafterweise an der Beleuchtungseinrichtung vorgesehen ist, kann sie auch dann verwendet werden, wenn sich zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Photo-Detektoreinrichtung bzw. der Ulbricht' sehen Kugel gerade eine Probe befindet.increasing changes in the characteristics of the illumination device. This improves the user-friendliness. If the reference measuring device is advantageously provided on the illumination device, it can also be used when a sample is located between the illumination device and the photo detector device or the Ulbricht sphere.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Referenzmeßeinrichtung einen teildurchlässigen Spiegel auf, der einen Teil des Lichts in der Beleuchtungseinrichtung aus dem zur Probe führenden Strahl ablenkt und einem das Signal der Referenzmeßeinrichtung abgebenden Detektor zuführt. Diese Anordnung ist besonders einfach und zuverlässig.In a further advantageous embodiment, the reference measuring device has a partially transparent mirror which deflects part of the light in the illumination device from the beam leading to the sample and feeds it to a detector which emits the signal from the reference measuring device. This arrangement is particularly simple and reliable.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Beleuchtungseinrichtung einerseits und die Ulbricht' sehe Kugel mit der Photo-Detektoreinrichtung andererseits über jeweils eine Säule an einer gemeinsamen, im wesentlichen parallel zu der optischen Achse verlaufenden Basisplatte angebracht. Diese Konstruktion ist erfahrungsgemäß einfach und zuverlässig. Wenn die Anbringung lösbar ausgeführt ist, können die Beleuchtungseinrichtung bzw. die Ulbricht' sehe Kugel mit der Photo-Detektoreinrichtung einzeln zur Reparatur oder Wartung abgenommen oder ausgetauscht werden. Im besonderen eignet sich dieser Aufbau zur Realisierung eines großzügig und besonders gut zugänglich gestalteten Probenraums, da die Säulen einen bestimmten Abstand von der die Beleuchtungseinrichtung einerseits und die Ulbricht' sehe Kugel mit der Photo-Detektoreinrichtung andererseits verbindenden Basisplatte vorgeben.According to a further advantageous embodiment, the lighting device on the one hand and the Ulbricht sphere with the photo detector device on the other hand are each attached via a column to a common base plate that runs essentially parallel to the optical axis. Experience has shown that this construction is simple and reliable. If the attachment is designed to be detachable, the lighting device or the Ulbricht sphere with the photo detector device can be removed or replaced individually for repair or maintenance. This construction is particularly suitable for creating a sample room that is spacious and particularly easily accessible, since the columns specify a certain distance from the base plate that connects the lighting device on the one hand and the Ulbricht sphere with the photo detector device on the other.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Beleuchtungseinrichtung eine Bedienungsvorrichtung vorgesehen, die auch Anzeigeelemente enthalten kann. Dieser Aufbau ist nicht nur einfach, weil eine separate Ausführung der Bedienungsvorrichtung entfällt, sondern er erlaubtAccording to a further advantageous embodiment, an operating device is provided on the lighting device, which can also contain display elements. This structure is not only simple because a separate design of the operating device is not required, but it also allows
beispielsweise bei der oben beschriebenen Anordnung der Beleuchtungseinrichtung auf einer Säule, die sich vorzugsweise vertikal von der tiefer liegenden Basisplatte zur darüber angeordneten Beleuchtungseinrichtung erstreckt, eine für eine Bedienungsperson angenehme Lage der Bedienungsvorrichtung.For example, in the above-described arrangement of the lighting device on a column, which preferably extends vertically from the lower base plate to the lighting device arranged above it, a position of the operating device that is comfortable for an operator.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der teildurchlässige Spiegel so angeordnet, daß er den Referenzstrahl in Richtung auf die Basisplatte richtet, und die Referenzmeßeinrichtung ist zumindest im wesentlichen parallel zu der Säule der Beleuchtungseinrichtung angeordnet. Dieser besonders einfache Aufbau ermöglicht es, die Referenzmeßeinrichtung in oder an der Säule quasi zu integrieren und vorzugsweise mit der Säule in einer gemeinsamen Verkleidung unterzubringen. Dadurch wird die Anordnung kompakt und übersichtlich und für eine mit unter Umständen unhandlichen Proben arbeitende Bedienungsperson besonders bedienungsfreundlich.According to a further advantageous embodiment, the partially transparent mirror is arranged in such a way that it directs the reference beam towards the base plate, and the reference measuring device is arranged at least essentially parallel to the column of the lighting device. This particularly simple structure makes it possible to integrate the reference measuring device in or on the column and preferably to accommodate it in a common casing with the column. This makes the arrangement compact and clear and particularly user-friendly for an operator working with samples that may be unwieldy.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Chopperblende in Richtung auf die -Basisplatte angeordnet, d. h. zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Basisplatte gelagert, was zu vergleichbaren Vorteilen führt, wie soeben für die Referenzmeßeinrichtung beschrieben. Vorzugsweise werden sowohl die Modulationseinrichtung mit der Chopperblende als auch die Referenzmeßeinrichtung in der Säule integriert in einer gemeinsamen Verkleidung untergebracht.In a further advantageous embodiment, the chopper aperture is arranged in the direction of the base plate, i.e. it is mounted between the lighting device and the base plate, which leads to comparable advantages as just described for the reference measuring device. Preferably, both the modulation device with the chopper aperture and the reference measuring device are housed in the column integrated in a common casing.
Es ist weiterhin vorteilhaft, die erfassenden Bereiche des ersten und zweiten Detektors symmetrisch bezüglich einer Rotation um die optische Achse auszubilden, d. h. beim ersten Detektor kreisförmig und beim zweiten Detektor zumindest im wesentlichen kreisringförmig. Wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, kann die Einschränkung "im wesentlichen" bedeuten, daß schmale Stege durch den Kreisring verlaufen, die aus mechanisch-statischen Gründen den Bereich zwischen dem KreisIt is also advantageous to design the detecting areas of the first and second detectors symmetrically with respect to a rotation around the optical axis, i.e. circular in the first detector and at least essentially circular in the second detector. As shown in the exemplary embodiment, the restriction "essentially" can mean that narrow webs run through the circular ring, which for mechanical-static reasons define the area between the circle
und dem Kreisring und den Bereich außerhalb des Kreisrings miteinander verbinden. Die kreisringförmige Gestaltung hat den Vorteil, daß eine Materialstruktur, die eine gerichtete Winkelablenkung bewirkt, das Meßergebnis nicht beeinträchtigt. Bei derartigen Materialien bewirkt also eine Verdrehung des Materials um die optische Achse keine Änderung des Meßergebnisses.and the circular ring and the area outside the circular ring together. The circular ring-shaped design has the advantage that a material structure that causes a directed angular deflection does not affect the measurement result. With such materials, a twisting of the material around the optical axis does not change the measurement result.
Vorteilhafterweise kann eine zur Beleuchtungseinrichtung weisende Oberfläche der Detektoreinrichtung in diesem Zwischenbereich zumindest zum größten Teil aus einer geneigten Fläche gebildet sein, d.h., daß die Ebene der Fläche nicht senkrecht zur optischen Achse steht, um störende Rückreflexionen, insbesondere in die Ulbricht' sehe Kugel, zu verringern.Advantageously, a surface of the detector device facing the illumination device can be formed at least for the most part from an inclined surface in this intermediate region, i.e. the plane of the surface is not perpendicular to the optical axis in order to reduce disturbing back reflections, in particular into the Ulbricht sphere.
Statt der Verwendung einer geneigten Detektorfläche oder für Bereiche des oder der Detektoren, bei denen die Neigung Probleme bereitet, wird vorzugsweise ein Lichteintrittskanal geschaffen,dessen Ausdehnung in der Ebene senkrecht zur optischen Achse gering und parallel zur optischen Achse relativ groß ist. Auch damit kann eine Reflektion des auf die Detektorflächen auftreffenden Lichtes in die Ulbricht'sehe Kugel wirkungsvoll vermindert werden.Instead of using an inclined detector surface or for areas of the detector(s) where the inclination causes problems, it is preferable to create a light entry channel whose extent in the plane perpendicular to the optical axis is small and parallel to the optical axis is relatively large. This can also effectively reduce reflection of the light striking the detector surfaces into the Ulbricht sphere.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen:A preferred embodiment of the invention will now be explained with reference to the drawing, in which:
Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,Figure 1 is a partially sectioned side view of a device according to the invention,
Figur 2 eine Schnittansicht der Meßeinrichtung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig.lFigure 2 is a sectional view of the measuring device of the embodiment according to Fig.l
Figur 3 eine Schnittansicht einer Photo-Detektoreinrichtung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig.lFigure 3 is a sectional view of a photo-detector device of the embodiment according to Fig.l
Figur 4 eine Seitenansicht der Photo-Detektoreinrichtung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig.l von der Seite einer Ulbricht' sehen Kugel.Figure 4 is a side view of the photodetector device of the embodiment according to Fig. 1 from the side of an Ulbricht sphere.
Das nun beschriebene Ausführungsbeispiel verwendet die drei optischen Kenngrößen Transmission, Trübung und Bildschärfe zur optischen Charakterisierung transparenter Proben.The embodiment described now uses the three optical parameters transmission, turbidity and image sharpness for the optical characterization of transparent samples.
Dabei steht die Größe Transmission oder Gesamttransmission für das Verhältnis aus der durch die Probe durchgelassenen Lichtintensität zu der auf die Probe auftreffenden Lichtintensität. Sie entspricht damit der optischen Wahrnehmung "hell/durchscheinend" bei der Charakterisierung mit dem menschlichen Auge.The transmission or total transmission is the ratio of the light intensity transmitted through the sample to the light intensity striking the sample. It therefore corresponds to the optical perception of "bright/translucent" when characterizing with the human eye.
Die Größe Trübung {häufig auch englisch "haze") entspricht dem Anteil der unter Richtungsablenkung durchgelassenen Lichtintensität an der gesamten durchgelassenen Lichtintensität und wird deshalb auch als Großwinkelstreuung bezeichnet. Diese Größe entspricht der optischen Wahrnehmung 11 trüb/milchig" bei der Charakterisierung mit dem menschlichen Auge. Die Trübung eines transparenten Materials kann z. B. durch statistisch verteilte eingelagerte Partikel, Bläschen oder andere MaterialInhomogenitäten entstehen, die zu einer im wesentlichen statistischen Ablenkung des auftreffenden Lichts um verschiedene, auch große Winkel führen. Auch eine entsprechende Oberflächenrauhigkeit kann diese Wirkung haben. Nach ASTM D 1003 bezeichnet die Trübung den prozentualen Anteil des Lichtes, der vom eingestrahlten Lichtbündel um mehr als 2,5 Grad abweicht.The haze corresponds to the proportion of light intensity transmitted under directional deflection of the total transmitted light intensity and is therefore also referred to as large-angle scattering. This value corresponds to the optical perception " cloudy/milky" when characterizing with the human eye. The haze of a transparent material can be caused, for example, by statistically distributed embedded particles, bubbles or other material inhomogeneities that lead to an essentially statistical deflection of the incident light by various, even large, angles. A corresponding surface roughness can also have this effect. According to ASTM D 1003, haze refers to the percentage of light that deviates from the incident light beam by more than 2.5 degrees.
Die Größe Bildschärfe {häufig englisch "clarity") dient dazu, ein Materialeigenschaft zu beschreiben, bei der ein merklicher Teil der Lichtstrahlen mit sehr geringen Winkelablenkungen durchgelassen wird und wird deshalb als Kleinwinkelstreuung bezeichnet. Dies kann z. B. auftreten bei leicht welligen Oberflächen, wobei die Welligkeit im Vergleich zur idealen planparallelen Geometrie nur sehrThe value of image sharpness (often called "clarity") is used to describe a material property in which a noticeable part of the light rays is transmitted with very small angular deflections and is therefore referred to as small angle scattering. This can occur, for example, with slightly wavy surfaces, whereby the waviness is only very significant in comparison to the ideal plane-parallel geometry.
kleine Differenzwinkel aufweist. Rechnerisch kann die Größe Bildschärfe definiert werden als Quotient aus der Differenz zwischen der ohne jede Ablenkung durchgelassenen Lichtintensität und der wie oben beschrieben leicht abgelenkten Lichtintensität und der Summe daraus. Je geringer die Tendenz der Probe ist, das Licht in der oben beschriebenen Weise leicht abzulenken, um so größer ist der Bildschärfewert. Nach ASTM D 1003 ist die Bildschärfe unter einer Abweichung zu ermitteln, die kleiner ist als 2,5 Grad.small difference angles. The value of image sharpness can be defined mathematically as the quotient of the difference between the light intensity transmitted without any deflection and the light intensity slightly deflected as described above and the sum of these. The smaller the tendency of the sample to slightly deflect the light in the manner described above, the greater the image sharpness value. According to ASTM D 1003, image sharpness is to be determined with a deviation that is less than 2.5 degrees.
Im dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist im linken Bereich von Figur 1 eine über eine Säule 21 auf einer Basisplatte 23 angebrachte Beleuchtungseinrichtung 1 gezeigt, in der eine Halogenlampe 25 als Lichtquelle sichtbares Licht ausstrahlt. Links von der Halogenlampe 25 ist ein Reflektor 26 vorgesehen, der das Licht symmetrisch zu einer optischen Achse 3 auf einen Kondensor 2 7 zu reflektiert.In the embodiment shown in the drawing, in the left area of Figure 1, a lighting device 1 is shown which is mounted on a base plate 23 via a column 21 and in which a halogen lamp 25 as a light source emits visible light. To the left of the halogen lamp 25, a reflector 26 is provided which reflects the light symmetrically to an optical axis 3 onto a condenser 27.
Mit 17 ist eine drehbare Chopperblende bezeichnet, die das Licht der Beleuchtungseinrichtung 1 durch aufeinanderfolgendes Ausblenden und Freigeben des vom Kondensor 27 kommenden Lichtes moduliert. Ein Teil des modulierten Lichtes wird von einem teildurchlässigen Spiegel 20 nach unten zu einem Rererenzmeßeinrichtung 18 reflektiert, die einen Referenzdetektor 28 aufweist. Eine Austrittsöffnung der Beleuchtungseinrichtung 1 ist mit 10 bezeichnet und enthält eine fokussierende Linse 29, die auch zum Schutz der Beleuchtungseinrichtung dient. Ferner ist eine Anlage 11 als erste Begrenzung eines Probenraumes gebildet.17 designates a rotatable chopper aperture which modulates the light of the illumination device 1 by successively blocking and releasing the light coming from the condenser 27. Part of the modulated light is reflected downwards by a partially transparent mirror 20 to a reference measuring device 18 which has a reference detector 28. An exit opening of the illumination device 1 is designated 10 and contains a focusing lens 29 which also serves to protect the illumination device. Furthermore, a system 11 is formed as the first boundary of a sample space.
Ebenfalls auf die optische Achse 3 zentriert sind eine Ulbricht' sehe Kugel 8 und eine Photo-Detektoreinrichtung 2 angeordnet, die über eine einstellbare Stützeinrichtung 22 auf der Basisplatte 23 gehalten sind. Die Ulbricht' sehe Kugel 8 weist eine Eintrittsöffnung 12 und eine Anlage 13 auf. Zwischen den Anlagen 11 und 13 erstreckt sich ein zu den beiden verbleibenden horizontalen Seiten und nach obenAlso centered on the optical axis 3 are an integrating sphere 8 and a photo detector device 2, which are held on the base plate 23 via an adjustable support device 22. The integrating sphere 8 has an inlet opening 12 and a system 13. Between the systems 11 and 13, a
offener und nach unten in durch die Höhe der Säulen 21 und 22 relativ großzügig bemessener Entfernung durch die Basisplatte 23 begrenzter durchgehender Probenraum 9.open, continuous sample chamber 9, limited downwards by the base plate 23 at a relatively generous distance determined by the height of the columns 21 and 22.
Der Aufbau einer auf der optischen Achse der Eintrittsöffnung 12 der Ulbricht' sehen Kugel 8 gegenüberliegend angeordneten Photo-Detektoreinrichtung 2 ist in Figur 2 im einzelnen gezeigt. Dabei ist mit 4 ein erster Detektor und mit 5 ein zweiter Detektor bezeichnet. Der erste Detektor 4 erfaßt das Licht aus der Ulbricht' sehen Kugel 8 in einem Bereich, der durch eine Öffnung 3 0 zur Ulbricht' sehen Kugel hin definiert ist. Der zweite Detektor 5 erfaßt das Licht in einem Bereich, der durch Öffnungen 31 zur Ulbricht' sehen Kugel 8 hin definiert ist. Wie in Figur 2 und 4 zu sehen, weist die Öffnung 3 0 einen kreisförmigen Querschnitt auf, während die Öffnungen 31 zusammen einen kreisringförmigen Querschnitt bilden, der durch vier Kreisringsegmente bildende Stege unterbrochen ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind diese Stege erforderlich, damit der Abschnitt der Photo-Detektoreinrichtung 2 zwischen der Öffnung 3 0 und den Öffnungen 31 von dem Abschnitt {in radialer Richtung) außen von den Öffnungen 31 gehalten wird. Ein Wärmeschutzfilter 3 2 ist so angeordnet, daß es sich in den Öffnungen 31 und in der Öffnung 3 0 erstreckt, so daß auf die Detektoren 4 und 5 auftreffendes Licht das Wärmeschutzfilter 32 passiert hat.The structure of a photodetector device 2 arranged on the optical axis of the entrance opening 12 of the Ulbricht sphere 8 is shown in detail in Figure 2. A first detector is designated by 4 and a second detector by 5. The first detector 4 detects the light from the Ulbricht sphere 8 in an area that is defined by an opening 30 towards the Ulbricht sphere. The second detector 5 detects the light in an area that is defined by openings 31 towards the Ulbricht sphere 8. As can be seen in Figures 2 and 4, the opening 30 has a circular cross-section, while the openings 31 together form an annular cross-section that is interrupted by webs forming four annular ring segments. In this embodiment, these ribs are necessary so that the portion of the photo-detector device 2 between the opening 3 0 and the openings 31 is held by the portion (in the radial direction) outside of the openings 31. A heat protection filter 3 2 is arranged so as to extend in the openings 31 and in the opening 3 0 so that light incident on the detectors 4 and 5 has passed through the heat protection filter 32.
Es ist ferner zu erkennen, daß der erste Detektor 4 gegen die optische Achse 3 geneigt ist, um einen reflektierten Anteil des auftreffenden Lichts gegen eine lichtabsorbierende Wand 33, die ein Teil der die Öffnung 3 0 definierenden Fläche ist, zu lenken.It can also be seen that the first detector 4 is inclined relative to the optical axis 3 in order to direct a reflected portion of the incident light against a light-absorbing wall 33, which is part of the surface defining the opening 30.
Ferner ist eine zur Ulbricht' sehen Kugel 8 weisende Oberfläche des Abschnitts der Photo-Detektoreinrichtung 2 zwischen der Öffnung 3 0 und den Öffnungen 31 zum größten Teil aus einer derart angeschrägten Fläche 24 gebildet, daß die im wesentlichen in Richtung der optischen Achse 3 auftreffenden Lichtstrahlen nicht in die Ulbricht' sehe Kugel 8 zurückFurthermore, a surface of the section of the photo detector device 2 facing the Ulbricht sphere 8 between the opening 30 and the openings 31 is formed for the most part from a beveled surface 24 such that the light rays incident essentially in the direction of the optical axis 3 do not return to the Ulbricht sphere 8
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reflektiert werden, wie im Vergleich zu Figur 1 zu erkennen ist.reflected, as can be seen in comparison to Figure 1.
Die Öffnungen 31 weisen in der Breite, d.h. in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse nur eine geringe Ausdehnung auf und sind im Verhältnis dazu relativ lang, wobei die Länge parallel zur optischen Achse gemessen wird. Diese Maßnahme dient ebenfalls dazu, Reflektionen des Lichtes von der Detektoroberfläche zurück in die Ulbricht'sehe Kugel zu minimieren.The openings 31 have only a small width, i.e. in a plane perpendicular to the optical axis, and are relatively long in comparison, with the length being measured parallel to the optical axis. This measure also serves to minimize reflections of the light from the detector surface back into the Ulbricht sphere.
Im oberen Bereich der Ulbricht'sehen Kugel ist, wie in Fig. 2 zu erkennen ist, in einer Öffnung 6 ein dritter Detektor 7 angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel ist die Anordnung derart, daß die lichtempfindliche Fläche des Detektors im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse steht. Weiterhin ist die lichtempfindliche Fläche gegenüber der Kugeloberfläche nach hinten verschoben.In the upper area of the Ulbricht sphere, as can be seen in Fig. 2, a third detector 7 is arranged in an opening 6. In the exemplary embodiment, the arrangement is such that the light-sensitive surface of the detector is essentially perpendicular to the optical axis. Furthermore, the light-sensitive surface is shifted backwards relative to the surface of the sphere.
In Figur 1 ist angedeutet, daß die Ulbricht' sehe Kugel 8, die Photo-Detektoreinrichtung 2 und die Säule 22 gemeinsam in einer Verkleidung untergebracht sind. Gleichermaßen sind die Beleuchtungseinrichtung 1 einschließlich der Chopperblende 17 und der Referenzmeßeinrichtung 18 mit dem Detektor 28 in einer gemeinsamen Verkleidung untergebracht. Dazu sind die Chopperblende 17 und die Referenzmeßeinrichtung 18 nach unten zur Basisplatte 23 hin orientiert, um einen möglichst kompakten Aufbau zu ermöglichen.In Figure 1 it is indicated that the Ulbricht sphere 8, the photo detector device 2 and the column 22 are housed together in a casing. Likewise, the lighting device 1 including the chopper aperture 17 and the reference measuring device 18 with the detector 28 are housed in a common casing. For this purpose, the chopper aperture 17 and the reference measuring device 18 are oriented downwards towards the base plate 23 in order to enable the most compact structure possible.
Wie ebenfalls in Fig.2 gezeigt, ist eine Abdeckfläche 35 vorgesehen, deren Form der Oberflächenform der Kugel angepaßt ist und die derart beweglich (nicht gezeigt) gelagert ist, daß sie von einer ersten Position, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, in eine zweite Position zu verschieben ist, in welcher sie die Öffnungen 30 und 31 abdeckt. Die Abdeckfläche 3 5 ist, wie die Kugel selbst, an ihrer der Lichteintrittsöffnung 12 zugewandten Seite weiß beschichtet.As also shown in Fig. 2, a cover surface 35 is provided, the shape of which is adapted to the surface shape of the ball and which is mounted so as to be movable (not shown) that it can be moved from a first position, as shown in Fig. 2, to a second position in which it covers the openings 30 and 31. The cover surface 35, like the ball itself, is coated white on its side facing the light entry opening 12.
Damit tritt auch an diesem Teil der Oberfläche die Wirkung der Ulbricht'sehen Kugel auf.Thus, the effect of the Ulbricht sphere also occurs on this part of the surface.
Schließlich ist an dieser Verkleidung auf der Höhe der Beleuchtungseinrichtung 1 eine nicht gezeigte Bedienungsvorrichtung vorgesehen, die auch eine LCD-Anzeige aufweist. Diese Bedienungsvorrichtung steuert eine nicht gezeigte Steuerelektronik der Gesamtvorrichtung und gibt entsprechend rechnerisch und statistisch aufbereitete Meßwerte aus. Es versteht sich von selbst, daß die Detektoren zur Ermittlung dieser Meßwerte auf die Modulation durch die Chopperblende 17 abgestimmt ausgelesen werden.Finally, an operating device (not shown) is provided on this panel at the height of the lighting device 1, which also has an LCD display. This operating device controls a control electronics (not shown) of the entire device and outputs correspondingly calculated and statistically processed measured values. It goes without saying that the detectors for determining these measured values are read out in a manner coordinated with the modulation by the chopper aperture 17.
Die Funktion dieser Vorrichtung ist wie folgt:The function of this device is as follows:
Die Probe wird in den Probenraum eingebracht und die Lichtquelle aktiviert. Das Licht fällt durch die Probe und tritt in die Kugel ein. Die erste Messung wird bei geschlossener Abdeckfläche ausgeführt. Das in die Kugel eingeleitete Licht wird insgesamt von der Kugeloberfläche reflektiert und die vom dritten Detektor gemessene Lichtmenge ist ein Maß für die gesamte einfallende Lichtmenge und damit ein Maß für die Gesamttransmission.The sample is placed in the sample chamber and the light source is activated. The light falls through the sample and enters the sphere. The first measurement is carried out with the cover surface closed. The light introduced into the sphere is reflected in total by the sphere surface and the amount of light measured by the third detector is a measure of the total amount of incident light and thus a measure of the total transmission.
Anschließend wird die Abdeckfläche geöffnet, wobei die Probe weiterhin belichtet wird. Das Signal der drei Detektoren wird erfaßt und in der zuvor beschriebenen Weise ausgewertet.The cover is then opened, while the sample continues to be exposed. The signal from the three detectors is recorded and evaluated in the manner described above.
Somit ist es möglich mit nur einer Meßeinrichtung mit zwei kurz hintereinander folgenden Messungen die wesentlichen optischen Kenngrößen einer transparenten Probe zu erfassen.This makes it possible to record the essential optical parameters of a transparent sample using only one measuring device with two measurements in quick succession.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Probenpositionen vorgesehen. Die erste Position ist durch die Anlagefläche 11 an der Lichtaustrittsöffnung 10 der Beleuchtungseinrichtung definiert. Die Probe wird an diese Fläche angelegt und weist dann den maximal möglichen Abstand zu den Detektoren auf. Die Detektoren sind so angeordnet, daßIn the embodiment shown, two sample positions are provided. The first position is defined by the contact surface 11 on the light exit opening 10 of the illumination device. The sample is placed on this surface and then has the maximum possible distance from the detectors. The detectors are arranged so that
die 2,5° Winkelabweichung in dieser Position erreicht werden. Dies bedeutet daß der Abstand der Detektoren und auch die Abmessung der Ulbricht'sehen Kugel relativ klein gehalten werden kann.the 2.5° angular deviation can be achieved in this position. This means that the distance between the detectors and also the dimensions of the Ulbricht sphere can be kept relatively small.
Die zweite Probenposition ist durch die Anlage an die Anlagefläche 13 der Ulbricht'sehen Kugel definiert.The second sample position is defined by the contact with the contact surface 13 of the Ulbricht sphere.
Als Detektoren der Meßeinrichtung können alle Arten von photoelektrischen Bauelemente wie Photozellen, Phototransistoren, usw. Verwendung finden. Bevorzugt werden photoelektrische Bauelemente verwendet, die über den ganzen oder im wesentlichen den ganzen Wellenlängenbereiches des sichtbaren Lichtes empfindlich sind.All types of photoelectric components such as photocells, phototransistors, etc. can be used as detectors in the measuring device. Photoelectric components that are sensitive over the entire or essentially the entire wavelength range of visible light are preferably used.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels werden als Detektor 4, und/oder als Detektor 5 und/oder als Detektor 6 jeweils drei Detektorelemente verwendet, die eine unterschiedliche Wellenlängencharakteristik aufweisen. Damit ist es möglich auch die Farbcharakteristik des transmittierten Lichtes zu erfassen. Wird als Lichtquelle 25 eine Lampe mit definiertem Licht verwendet, ist eine quantitativ korrekte Bestimmung des Farbverhaltens der Probe möglich.In a preferred development of the embodiment described above, three detector elements each having a different wavelength characteristic are used as detector 4, and/or as detector 5 and/or as detector 6. This makes it possible to also detect the color characteristic of the transmitted light. If a lamp with defined light is used as light source 25, a quantitatively correct determination of the color behavior of the sample is possible.
Besonders bevorzugt werden dann drei oder mehr Sensoren mit unterschiedlicher Wellenlängencharakteristik für den Sensor verwendet, da hier die räumliche Anordnung von mehreren Sensoren unproblematisch ist.It is particularly preferred to use three or more sensors with different wavelength characteristics for the sensor, since the spatial arrangement of several sensors is unproblematic here.
Alternativ können bei diesen Ausführungsformen statt der Lichtquelle 25 auch drei oder mehr Lichtquellen verwendet werden, die eine unterschiedliche Wellenlängencharakteristik aufweisen, wie z.B. drei verschiedenfarbige Leuchtdioden. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, Detektoren mit unterschiedlicher Wellenlängencharakteristik zu verwenden, sondern es kann dann mit drei aufeinanderfolgenden Messungen mit je einer der Leuchtdioden als Lichtquelle die Farbcharakteristik der Probe bestimmt werden.Alternatively, in these embodiments, instead of the light source 25, three or more light sources can be used that have different wavelength characteristics, such as three different colored light-emitting diodes. In this case, it is not necessary to use detectors with different wavelength characteristics, but the color characteristics of the sample can be determined with three consecutive measurements, each with one of the light-emitting diodes as the light source.
Alternativ können sowohl Lichtquellen mit unterschiedlicher Wellenlängencharakteristik als auch Detektoren mit
unterschiedlicher Wellenlängencharakteristik als auch
Kombinationen davon verwendet werden. In diesem Fall ist es dann möglich mit einer entsprechenden mathematischen
Auswertung eine Aussage über das spektrale Transmissionsverhalten zu machen.Alternatively, light sources with different wavelength characteristics as well as detectors with
different wavelength characteristics as well as
Combinations of these can be used. In this case it is then possible to use a corresponding mathematical
Evaluation to make a statement about the spectral transmission behavior.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10119973A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | Miele & Cie | Turbidity sensor for the detection of turbidity in the dishwashing liquid of a dishwasher |
| DE102011053140A1 (en) | 2011-08-31 | 2013-02-28 | Byk-Gardner Gmbh | Apparatus and method for measuring optical properties of transparent materials |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19930688A1 (en) * | 1999-07-02 | 2001-01-04 | Byk Gardner Gmbh | Surface quality determination device for car bodywork, comprises illuminating device containing light emitting diode and device capturing light reflected from surface which contains photosensor, filter between them modifying light |
| US7969560B2 (en) * | 2007-07-19 | 2011-06-28 | 3M Innovative Properties Company | Optical property sensor |
| US8184294B2 (en) * | 2009-03-09 | 2012-05-22 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method for measuring haze of sheet materials or other materials |
| DE102009040642B3 (en) | 2009-09-09 | 2011-03-10 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Method and device for measuring optical characteristics of transparent, scattering measuring objects |
| CN103712958B (en) * | 2014-01-03 | 2015-09-09 | 哈尔滨工业大学 | The measuring method of high-temperature directional transmittance of semi-transparent solid material |
| US20170109895A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-20 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method for measuring haze of sheet materials or other materials using off-axis detector |
| WO2018060175A1 (en) | 2016-09-29 | 2018-04-05 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich | Device and method for quantifying optical properties of transparent materials |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3705771A (en) * | 1970-01-14 | 1972-12-12 | Bio Physics Systems Inc | Photoanalysis apparatus |
| US3788744A (en) * | 1970-01-14 | 1974-01-29 | Bio Physics Systems Inc | Method and apparatus for photoanalysis |
| US4991106A (en) * | 1983-03-02 | 1991-02-05 | Alfa-Laval Ab | Method and apparatus for aligning and analyzing sample and control signals |
| JPS6375537A (en) * | 1986-09-18 | 1988-04-05 | Toshiba Corp | Automatic chemical analysis instrument |
| JPS63314445A (en) * | 1987-06-17 | 1988-12-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Energy absorption factor measuring apparatus |
| JPH0634974B2 (en) * | 1989-10-03 | 1994-05-11 | 株式会社安西総合研究所 | Sorting device using transmitted light |
| US5190163A (en) * | 1989-10-03 | 1993-03-02 | Anzai Sogo Kenkyusho Co., Ltd. | Sorting apparatus utilizing transmitted light |
| DE4134817A1 (en) * | 1991-10-22 | 1993-04-29 | Univ Schiller Jena | Integral scattered light measuring device, pref. for determining surface roughness parameters - has integral photometer containing detector for determining parts of angularly resolved scattered light source in individual angular segments |
| DE4232371C2 (en) * | 1992-09-26 | 1995-02-02 | Kernforschungsz Karlsruhe | Analyzer for the determination of gases or liquids |
| JPH06123702A (en) * | 1992-10-09 | 1994-05-06 | Mitsubishi Kasei Corp | Turbidimeter |
-
1995
- 1995-07-13 DE DE29511344U patent/DE29511344U1/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-07-12 DE DE19628250A patent/DE19628250B4/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-12 US US08/707,993 patent/US5760890A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-12 JP JP8183835A patent/JPH0933435A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10119973A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | Miele & Cie | Turbidity sensor for the detection of turbidity in the dishwashing liquid of a dishwasher |
| DE102011053140A1 (en) | 2011-08-31 | 2013-02-28 | Byk-Gardner Gmbh | Apparatus and method for measuring optical properties of transparent materials |
| US8749791B2 (en) | 2011-08-31 | 2014-06-10 | Byk-Gardner Gmbh | Apparatus and method for measuring optical properties of transparent materials |
| DE102011053140B4 (en) | 2011-08-31 | 2021-11-11 | Byk-Gardner Gmbh | Apparatus and method for measuring optical properties of transparent materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0933435A (en) | 1997-02-07 |
| US5760890A (en) | 1998-06-02 |
| DE19628250A1 (en) | 1997-01-23 |
| DE19628250B4 (en) | 2005-06-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970102 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19981126 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20010926 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20031023 |
|
| R071 | Expiry of right |